磁性存储器及其驱动方法与制造方法技术

一种磁性存储器、磁性存储器的驱动方法及磁性存储器的制造方法。磁性存储器包括多条导线结构、多个第一磁性金属结构、第二磁性金属结构及绝缘层。各个第一磁性金属结构配置于两相邻的导线结构之间，而第二磁性金属结构跨越导线结构。第一磁性金属结构与第二磁性金属结构所构成的结构包括多个彼此相连的磁性存储单元。每一磁性存储单元具有磁区及紧邻磁区的磁壁，其中磁区适于储存位元数据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种存储器、及其驱动方法与制造方法，且特别涉及一种磁性存储器、及其驱动方法与制造方法。
技术介绍
图1绘示已知一种磁性存储器的局部示意图，其披露于美国专利公告号 US6834005号专利案中。请参照图l，磁性存储器100包括基板110、磁性金属轨道120、读 取元件130以及写入元件140。磁性金属轨道120包括多个彼此相连的磁性存储单元122， 而每个磁性存储单元122包括记忆部122M以及凹刻部122W(Notch)。 一般而言，磁性存储 器100具有周期性排列的凹刻部122W，用以定义各记忆部122M的位置及大小。 基于上述结构以及磁性金属轨道120本身的物理特性，磁性金属轨道120可用来 记录位元数据，其中记忆部122M是用来记录0或1的位元数据，而凹刻部122W是用来区隔 其相邻两记忆部122M的位元数据。如图1所示，记忆部122M利用其所在区域内的磁矩方 向D来定义0或l，其中记忆部122M的所在区域一般称为磁区(magnetic domain)。另一 方面，由于凹刻部122W所在区域中的磁矩方向(未绘示)会不同于其相邻两记忆部122M 所在区域中的磁矩方向D，因此，凹刻部122W可用以区隔相邻两磁区所记录的位元数据，其 中凹刻部122W的所在区域一般称为磁壁(domain wall)。由图1可知，每个磁性存储单元 122中的记忆部122M(磁区)与凹刻部122W(磁壁)彼此紧邻。 然而，对工艺而言，形成凹刻部122W的技术极为困难，且其工艺余裕度(process window)又低，使得制作周期性排列的凹刻部122W的良率始终无法提升。 传统上，利用读取元件130可读取磁性存储单元122中的位元数据，而利用写入元 件140可写入新的位元数据至磁性存储单元122。在此需要说明的是，上述提及的「写入」， 并非表示磁性存储单元122在其被写入新的位元数据之后会纪录两个位元数据，而是指磁 性存储单元122中原有的位元数据会被「更新」。 写入元件140是利用其漏磁场141来改变其上方的记忆部122M的磁矩方向D。因 此，记忆部122M中的位元数据必须位在写入元件140上方，写入元件140才能进行写入的 动作，其中位元数据可以依据磁性金属轨道120所接收的高电流脉冲HP而移出或移入记忆 部122M。具体而言，在位移期间，磁性金属轨道120会被施以高电流脉冲HP，此时，高电流 脉冲HP将所有位元数据移出其所在的记忆部122M并移入邻近的记忆部122M中。也就是 说，每个记忆部122M中的位元数据在位移期间内会被高电流脉冲HP推至下一个或前一个 记忆部122M中，而位元数据的移动方向则是由高电流脉冲HP来决定。待位移期间结束后， 则进入读写期间，此时每个位元数据会停留在记忆部122M中，则写入元件140便可对其上 方的记忆部122M写入新的位元数据。同样地，在读写期间，读取元件130也可读取其上方 的记忆部122M中的位元数据，而其操作细节便不多加描述。 —般需利用约为107 108安培/平方厘米(Amp/cm2)甚至更高的高电流脉冲HP 的电流峰值才能使位元数据移出或移入记忆部122M，而这样的电性参数使磁性存储器100在使用上发生相当耗电的情形。
技术实现思路
本专利技术提供一种磁性存储器，其在使用上具有省电的优点。 本专利技术又提供一种磁性存储器的驱动方法，其可利用较低的电流脉冲以驱动上述 的磁性存储器。 本专利技术另提供一种磁性存储器的制造方法，其可降低磁性存储器的工艺的复杂度 及困难度。 本专利技术再提供一种磁性存储器的制造方法，其具有较高的工艺良率。 为具体描述本专利技术的内容，在此提出一种磁性存储器，此磁性存储器包括多条导 线结构、多个第一磁性金属结构、第二磁性金属结构以及绝缘层。导线结构配置于基板上， 其中导线结构彼此不相交。第一磁性金属结构配置于基板上，且每一第一磁性金属结构分 别配置于两相邻的导线结构之间。第二磁性金属结构配置于基板上，其中第二磁性金属结 构覆盖导线结构以及第一磁性金属结构，且跨越导线结构。此外，第一磁性金属结构以及第 二磁性金属结构所构成的结构包括多个彼此相连的磁性存储单元。每一磁性存储单元具有 磁区(Magnetic Domain)以及紧邻磁区的磁壁(Domain Wall)，其中磁区适于储存位元数 据。绝缘层配置于导线结构与第一磁性金属结构之间，且配置于导线结构与第二磁性金属 结构之间。 为具体描述本专利技术的内容，在此又提出一种前述的磁性存储器的驱动方法。此磁 性存储器的驱动方法包括在位移期间，提供交流信号至导线结构。在此位移期间，提供 低电流脉冲至第二磁性金属结构，以使每一磁性存储单元中的位元数据得以移出或移入磁 区。 为具体描述本专利技术的内容，在此另提出一种磁性存储器的制造方法，此磁性存储 器的制造方法包括首先，在基板上形成多条导线结构，其中导线结构彼此不相交。再者，在 基板上形成绝缘层，其中绝缘层覆盖导线结构。然后，在绝缘层上形成多个第一磁性金属结 构，其中第一磁性金属结构分别配置于两相邻的导线结构之间。之后，对第一磁性金属结构 施行退火磁化步骤，以使第一磁性金属结构产生磁耦合力方向。而后，在绝缘层上形成第二 磁性金属结构，其中第二磁性金属结构覆盖第一磁性金属结构，且跨越导线结构。此外，第 二磁性金属结构的延伸方向不同于磁耦合力方向。此外，第一磁性金属结构以及第二磁性 金属结构所构成的结构通过导线结构的配置而被划分为多个彼此相连的磁性存储单元，其 中每一磁性存储单元具有磁区以及紧邻磁区的磁壁。 为具体描述本专利技术的内容，在此再提出一种磁性存储器的制造方法。此磁性存储 器的制造方法包括首先，在基板上形成多条导线结构，其中导线结构彼此不相交。然后，在 基板上形成绝缘层，其中绝缘层覆盖导线结构。之后，在绝缘层上形成磁性金属结构，其中 磁性金属结构跨越导线结构。此外，磁性金属结构通过导线结构的配置而被划分为多个彼 此相连的磁性存储单元，其中每一磁性存储单元具有磁区以及紧邻磁区的磁壁。 本专利技术的磁性存储器设置导线结构，此举不仅能减少磁性存储器在使用上所需的 耗能，还能降低制造磁性存储器的工艺复杂度与困难度。换言之，本专利技术的磁性存储器的驱 动方法在驱动本专利技术的磁性存储器时较为省电，且本专利技术的磁性存储器的制造方法能有效 为让本专利技术的之上述特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附 图，作详细说明如下。附图说明 图1绘示已知一种磁性存储器的局部示意图。 图2绘示本专利技术的实施例的一种磁性存储器的局部示意图。 图3为根据图2中沿L1-L1'剖面线的剖面示意图。 图4A及图4B分别绘示本专利技术的实施例的磁性存储单元的两种驱动波形图。 图5绘示本专利技术的实施例的磁性存储器的驱动方法流程图。 图6A 图6E绘示本专利技术的第一实施例的磁性存储器的制造流程立体剖面图。 图6B'绘示本专利技术的第一实施例的基板、导线结构与绝缘层三者的局部立体剖面图。 图7绘示本专利技术的第二实施例的磁性存储器的局部剖面示意图。 图8A 图8C绘示本专利技术的第二实施例的磁性存储器的制造流程立体剖面图。 图8B'绘示本专利技术的第二实施例的基板、导线结构与绝缘层三者的局部立体剖面图。 附图标记说明 100、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁性存储器，包括：多条导线结构，配置于基板上，所述导线结构彼此不相交；多个第一磁性金属结构，配置于所述基板上，其中所述第一磁性金属结构分别配置于两相邻的导线结构之间；第二磁性金属结构，配置于所述基板上，覆盖所述导线结构以及所述第一磁性金属结构，并跨越所述导线结构，其中所述第一磁性金属结构以及所述第二磁性金属结构所构成的结构包括多个彼此相连的磁性存储单元，每一磁性存储单元具有磁区以及紧邻所述磁区的磁壁，所述磁区适于储存位元数据；以及绝缘层，配置于所述导线结构与所述第一磁性金属结构之间，且配置于所述导线结构与所述第二磁性金属结构之间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡庆祥，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]